Усилитель ВЧ лампы

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Сентябрь 2019 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Ламповый усилитель радиочастоты ( Великобритания и Австралия ) или ламповый усилитель ( США ) — это устройство для электрического усиления мощности электрического радиочастотного сигнала.

Низко- и среднемощные ламповые усилители для частот ниже микроволн были в значительной степени заменены твердотельными усилителями в 1960-х и 1970-х годах, изначально для приемников и маломощных каскадов передатчиков, выходные каскады передатчиков переключились на транзисторы несколько позже. Специально сконструированные лампы все еще используются для очень мощных передатчиков, хотя редко в новых конструкциях. ^{[1] [ необходима цитата ]}

Лампы являются устройствами высокого напряжения/низкого тока по сравнению с транзисторами . Тетроды и пентоды имеют очень плоскую зависимость анодного тока от анодного напряжения, что указывает на высокое выходное сопротивление анода . Триоды показывают более сильную связь между анодным напряжением и анодным током.

Высокое рабочее напряжение делает их хорошо подходящими для радиопередатчиков , а лампы продолжают использоваться и сегодня для очень мощных коротковолновых радиопередатчиков, где твердотельные технологии потребовали бы многих устройств параллельно и очень высоких токов питания постоянного тока . Твердотельные передатчики высокой мощности также требуют сложной комбинации трансформаторов и настраиваемых сетей, тогда как передатчик на основе ламп использовал бы одну, относительно простую настроенную сеть.

Таким образом, хотя твердотельные коротковолновые передатчики высокой мощности технически возможны, экономические соображения по-прежнему благоприятствуют лампам выше 3 МГц и 10 000 Вт. Радиолюбители также используют ламповые усилители в диапазоне 500–1500 Вт, в основном по экономическим причинам.

Ламповые аудиоусилители обычно усиливают весь звуковой диапазон от 20 Гц до 20 кГц или выше. Они используют трансформатор с железным сердечником для обеспечения подходящей высокоомной нагрузки для лампы(ок) при управлении динамиком, что обычно составляет 8 Ом. Аудиоусилители обычно используют одну лампу в классе A или пару в классе B или классе AB .

Усилитель мощности ВЧ настроен на одну частоту от 18 кГц до диапазона частот УВЧ для целей радиопередачи или промышленного нагрева. Они используют узкую настроенную схему для обеспечения лампы достаточно высоким сопротивлением нагрузки и питания нагрузки, которая обычно составляет 50 или 75 Ом. Усилители ВЧ обычно работают в классе C или классе AB .

Хотя диапазоны частот для аудиоусилителей и усилителей ВЧ перекрываются, класс работы, метод выходной связи и процент рабочей полосы пропускания будут отличаться. Мощные лампы способны к высокочастотной характеристике, по крайней мере, до 30 МГц. Действительно, многие из усилителей звука Directly Heated Single Ended Triode ( DH-SET ) используют радиопередающие лампы, изначально разработанные для работы в качестве усилителей ВЧ в диапазоне высоких частот. ^{[ необходима цитата ]}

Этот раздел содержит список «за» и «против» . Пожалуйста, помогите переписать его в консолидированные разделы по темам. ( Февраль 2019 )

Высокое входное сопротивление

Входное сопротивление ламп сопоставимо с сопротивлением полевых транзисторов и выше, чем у биполярных транзисторов, что полезно в некоторых приложениях по усилению сигнала.

Устойчив к высоким напряжениям

Лампы — это высоковольтные устройства, изначально подходящие для цепей с более высоким напряжением, чем большинство полупроводников.

Трубки могут быть изготовлены большего размера для улучшения охлаждения.

Клапаны могут быть сконструированы в масштабе, достаточно большом для рассеивания большого количества тепла. Очень мощные модели разработаны для обеспечения водяного или парового охлаждения. По этой причине клапаны оставались единственной жизнеспособной технологией для обработки очень высокой мощности, и особенно высокой мощности + высокого напряжения, например, радио- и телевизионных передатчиков, еще долго в эпоху, когда транзисторы вытеснили лампы почти во всех других приложениях. Однако сегодня даже для высокой мощности/напряжения трубки все больше устаревают, поскольку новая транзисторная технология улучшает устойчивость к высоким напряжениям и способность к высокой мощности.

Более низкие инвестиционные затраты

Благодаря простоте практических конструкций на основе ламп, использование ламп для таких приложений, как усилители радиочастот с мощностью выше киловаттного диапазона, может значительно снизить производственные затраты. ^[2] Кроме того, большие, дорогостоящие силовые лампы (стальные, а не стеклянные) могут быть в некоторой степени восстановлены для продления остаточного срока службы.

Электрически очень прочный

Лампы способны выдерживать невероятно высокие перегрузки, которые могут разрушить биполярные транзисторные системы за миллисекунды (что особенно важно в военных и других «стратегически важных» системах).

Неопределенный срок годности

Даже 60-летние лампы могут быть вполне функциональны, и многие типы доступны для покупки как "новые-старые-запасы". Таким образом, несмотря на известные проблемы с надежностью (см. следующий раздел ниже), все еще вполне возможно эксплуатировать большую часть очень старого оборудования на электронных лампах.

Сравнительная простота замены

Поскольку известно, что они подвержены ряду распространенных видов отказов, большинство систем с трубками были разработаны с гнездами, чтобы трубки можно было устанавливать как вставные устройства; они редко, если вообще когда-либо, впаиваются в цепь. Неисправная трубка может быть просто отключена и заменена пользователем, в то время как отказ впаянного полупроводника может представлять собой ущерб, выходящий за рамки экономичного ремонта для всего изделия или подузла. Единственная сложность заключается в определении того, какая трубка вышла из строя.

Расходы

Для большинства применений лампы требуют как более высоких первоначальных затрат, так и эксплуатационных расходов на каждый каскад усиления, что требует более тщательного расчета количества каскадов для конкретного применения по сравнению с полупроводниками.

Короткий срок службы

В наиболее распространенных приложениях срок службы клапанов составляет всего несколько тысяч часов, что намного короче, чем у твердотельных деталей. Это происходит из-за различных распространенных видов отказа: истощение катода, обрывы или короткие замыкания (особенно нагревателя и структур сетки), «отравление» катода и разрушение стеклянной оболочки (самой стеклянной «трубки»). Отказ нагревателя чаще всего происходит из-за механического напряжения при холодном запуске. Только в некоторых ограниченных, постоянно включенных профессиональных приложениях, таких как специализированные компьютеры и подводные кабели , специально разработанные клапаны в тщательно спроектированных схемах и хорошо охлаждаемых средах достигли срока службы в десятки или сотни тысяч часов.

Для катодов требуются нагревательные элементы.

Помимо инвестиционных затрат, доля мощности, которая идет на нагрев катода , не внося вклад в выходную мощность, может варьироваться от нескольких процентов рассеивания анода (в приложениях высокой мощности при полной выходной мощности) ^{[3] до значений} , в целом сопоставимых с рассеиванием анода в приложениях с малым сигналом ^[4] .

Большие колебания температуры в контуре в циклах включения/выключения

Массивное рассеянное тепло от катодных нагревателей в обычных маломощных лампах означает, что смежные цепи испытывают изменения температуры, которые могут превышать 100 °C (212 °F). Это требует термостойких компонентов. В радиочастотных приложениях это также означает, что все компоненты, определяющие частоту, могут нагреться до теплового равновесия, прежде чем будет достигнута стабильность частоты. В то время как в приемниках AM- вещания (средние волны) и в слабо настроенных телевизорах это не было проблемой, в типичных радиоприемниках и передатчиках с автономными генераторами на частотах HF эта термостабилизация требовала около часа. С другой стороны, миниатюрные сверхмаломощные лампы прямого нагрева не выделяют много тепла в абсолютном выражении, вызывают более скромные колебания температуры и позволяют оборудованию, которое содержит мало таких ламп, стабилизироваться быстрее. ^{[5] [6]}

Нет «мгновенного включения» при холодном запуске

Катоды ламп должны нагреться до свечения, чтобы начать проводить ток. В катодах с косвенным нагревом это может занять до 20 секунд. Помимо нестабильности, связанной с температурой, это означало, что лампы не будут работать мгновенно при подаче питания. Это привело к разработке постоянно включенных систем предварительного нагрева для приборов на электронных лампах, которые сократили время ожидания и, возможно, уменьшили отказы ламп из-за теплового удара, но ценой непрерывного потребления энергии и повышенной пожароопасности. С другой стороны, очень маленькие, сверхмаломощные лампы с прямым нагревом включаются за десятые доли секунды после холодного запуска.

Опасно высокое напряжение

Аноды трубок могут потребовать опасно высокого напряжения для правильного функционирования. В целом, сами трубки не будут подвержены воздействию высокого напряжения, но высокие напряжения потребуют дополнительных мер предосторожности в компоновке и конструкции цепи, чтобы избежать «перекрытия».

Неправильное сопротивление для удобства использования

Высокоомный выход (высокое напряжение/низкий ток) обычно не подходит для непосредственного управления многими реальными нагрузками, в частности, различными видами электродвигателей.

Клапаны имеют только одну полярность

По сравнению с транзисторами, недостаток вентилей заключается в наличии одной полярности, тогда как для большинства применений транзисторы доступны в виде пар с комплементарными полярностями (например, NPN / PNP ), что делает возможным множество конфигураций схем, которые невозможно реализовать с помощью вентилей.

Наиболее эффективные ламповые усилители ВЧ работают в классе C. Если они используются без настроенной схемы на выходе, это исказит входной сигнал, создавая гармоники. Однако усилители класса C обычно используют выходную цепь с высоким Q , которая удаляет гармоники, оставляя неискаженную синусоидальную волну, идентичную входной форме волны. Класс C подходит только для усиления сигналов с постоянной амплитудой, таких как FM , FSK и некоторые сигналы CW ( код Морзе ). Когда амплитуда входного сигнала усилителя изменяется, как при однополосной модуляции , амплитудной модуляции , видео и сложных цифровых сигналах, усилитель должен работать в классе A или AB, чтобы сохранить огибающую управляющего сигнала в неискаженной форме. Такие усилители называются линейными усилителями .

Также часто модифицируют усиление усилителя, работающего в классе C, чтобы получить амплитудную модуляцию . Если это сделано линейно, этот модулированный усилитель способен на низкие искажения. Выходной сигнал можно рассматривать как произведение входного радиочастотного сигнала и модулирующего сигнала.

Развитие FM -вещания улучшило точность за счет использования большей полосы пропускания, которая была доступна в диапазоне VHF , и где отсутствовали атмосферные шумы. FM также имеет присущую способность подавлять шум, который в основном модулируется амплитудой. Ламповая технология страдает от высокочастотных ограничений из-за времени прохождения катода-анода. Однако тетроды успешно используются в диапазоне VHF , а триоды — в диапазоне низких ГГц. Современные FM- передатчики используют как ламповые, так и твердотельные устройства, причем лампы, как правило, чаще используются на самых высоких уровнях мощности. FM- передатчики работают в классе C с очень низкими искажениями.

Современное цифровое радио, передающее кодированные данные с помощью различных фазовых модуляций (таких как GMSK , QPSK и т. д.), а также растущий спрос на спектр привели к кардинальным изменениям в способах использования радио, например, концепции сотовой радиосвязи. Современные стандарты сотовой радиосвязи и цифрового вещания чрезвычайно требовательны с точки зрения спектральной огибающей и внеполосных излучений, которые являются приемлемыми (например, в случае GSM , −70 дБ или лучше всего в нескольких сотнях килогерц от центральной частоты). Поэтому цифровые передатчики должны работать в линейных режимах, уделяя большое внимание достижению низкого уровня искажений.

(Высокое напряжение/высокая мощность) Ламповые каскады использовались для усиления принимаемых радиочастотных сигналов, промежуточных частот, видеосигнала и аудиосигналов в различных точках приемника. Исторически (до Второй мировой войны) «передающие трубки» были одними из самых мощных доступных трубок, обычно с прямым нагревом торированными нитями, которые светились как лампочки. Некоторые трубки были сделаны очень прочными, способными работать так сильно, что анод сам по себе светился вишнево-красным цветом, аноды были изготовлены из цельного материала (а не из тонкого листа), чтобы выдерживать это без искажения при нагревании. Известными трубками этого типа являются 845 и 211. Более поздние лучевые силовые трубки, такие как 807 и (прямой нагрев) 813, также использовались в большом количестве в (особенно военных) радиопередатчиках.

Сегодня радиопередатчики в подавляющем большинстве твердотельные, даже на микроволновых частотах (базовые станции сотовой связи). В зависимости от применения, значительное количество усилителей радиочастот продолжают иметь ламповую конструкцию из-за их простоты, в то время как для получения той же выходной мощности одной лампы требуется несколько выходных транзисторов со сложными схемами разделения и объединения.

Схемы ламповых усилителей существенно отличаются от широкополосных твердотельных схем. Твердотельные устройства имеют очень низкий выходной импеданс, что позволяет согласовывать через широкополосный трансформатор, охватывающий большой диапазон частот, например, от 1,8 до 30 МГц. При работе как класса C, так и AB они должны включать фильтры нижних частот для удаления гармоник. Хотя правильный фильтр нижних частот должен быть выбран для интересующего диапазона частот, результатом считается конструкция «без настройки». Ламповые усилители имеют настроенную сеть, которая служит как фильтром нижних гармоник, так и согласованием импеданса с выходной нагрузкой. В любом случае как твердотельные, так и ламповые устройства нуждаются в таких фильтрующих сетях до того, как РЧ-сигнал будет выведен на нагрузку.

В отличие от аудиоусилителей, в которых аналоговый выходной сигнал имеет ту же форму и частоту, что и входной сигнал, радиочастотные схемы могут модулировать низкочастотную информацию (аудио, видео или данные) на носитель (на гораздо более высокой частоте), а схема состоит из нескольких отдельных этапов. Например, радиопередатчик может содержать:

• каскад звуковой частоты (AF) (обычно с использованием обычной широкополосной малосигнальной схемы, как описано в разделе «Аудиоусилитель Valve» ,
• один или несколько каскадов генератора , которые генерируют несущую волну ,
• один или несколько каскадов смесителя , которые модулируют несущий сигнал от генератора,
• сам каскад усилителя, работающий на (обычно) высокой частоте. Сам усилитель мощности передатчика является единственным каскадом высокой мощности в радиосистеме и работает на несущей частоте . В АМ модуляция (частотное смешивание) обычно происходит в самом конечном усилителе.

Наиболее распространенная анодная схема — это настроенная LC-цепь, в которой аноды подключены к узлу напряжения . Эту схему часто называют анодной емкостной схемой .

Примером такого тетрода, используемого в диапазонах VHF/ UHF, является 4CX250B , примером двойного тетрода является QQV06/40A.

Нейтрализация — это термин, используемый в усилителях TGTP (tuned grid tuned plate) для методов и схем, используемых для стабилизации против нежелательных колебаний на рабочей частоте, вызванных непреднамеренным введением части выходного сигнала обратно во входные цепи. Это в основном происходит через емкость сетка-пластина, но может также поступать и другими путями, что делает схему схемы важной. Чтобы устранить нежелательный сигнал обратной связи, часть выходного сигнала намеренно вводится во входную цепь с той же амплитудой, но противоположной фазой.

При использовании настроенной схемы на входе сеть должна согласовывать источник возбуждения с входным импедансом сетки. Этот импеданс будет определяться током сетки в работе класса C или AB2. В работе AB1 схема сетки должна быть спроектирована так, чтобы избежать чрезмерного повышения напряжения, которое, хотя и может обеспечить большее усиление каскада, как в аудиопроектах, увеличит нестабильность и сделает нейтрализацию более критичной.

Как и во всех трех основных конструкциях, показанных здесь, анод лампы подключен к резонансной LC-цепи, которая имеет еще одну индуктивную связь, которая позволяет передавать РЧ-сигнал на выход. Показанная схема была в значительной степени заменена сетью Pi , которая позволяет упростить настройку и добавляет фильтрацию нижних частот.

Анодный ток контролируется электрическим потенциалом (напряжением) первой сетки. К клапану прикладывается смещение постоянного тока , чтобы гарантировать, что используется часть уравнения переноса, которая наиболее подходит для требуемого применения. Входной сигнал способен возмущать (изменять) потенциал сетки, что в свою очередь изменит анодный ток (также известный как ток пластины).

В конструкциях RF , показанных на этой странице, между анодом и источником высокого напряжения находится настроенная цепь . Эта настроенная цепь приводится в резонанс, представляя индуктивную нагрузку, которая хорошо согласована с лампой, и, таким образом, обеспечивает эффективную передачу мощности.

Поскольку ток, протекающий через анодное соединение, контролируется сеткой, то ток, протекающий через нагрузку, также контролируется сеткой.

Одним из недостатков настроенной сетки по сравнению с другими конструкциями РЧ является необходимость нейтрализации.

Пассивная сеточная схема, используемая на частотах VHF/UHF, может использовать тетрод 4CX250B. Примером двойного тетрода может служить QQV06/40A. Тетрод имеет экранную сетку, которая находится между анодом и первой сеткой, которая, будучи заземленной для радиочастот, действует как экран для уменьшения эффективной емкости между первой сеткой и анодом. Сочетание эффектов экранной сетки и демпфирующего резистора сетки часто позволяет использовать эту конструкцию без нейтрализации. Экран, используемый в тетродах и пентодах, значительно увеличивает коэффициент усиления лампы за счет уменьшения влияния анодного напряжения на анодный ток.

Входной сигнал подается на первую сетку лампы через конденсатор. Значение резистора сетки определяет усиление каскада усилителя. Чем больше резистор, тем больше усиление, тем ниже эффект затухания и тем больше риск нестабильности. При таком типе каскада хорошая компоновка менее важна.

• Стабильный, нейтрализация обычно не требуется
• Постоянная нагрузка на захватывающем этапе

• Низкий коэффициент усиления, требуется большая входная мощность
• Меньше усиления, чем настроенная сетка
• Меньше фильтрации, чем у настроенной сетки (более широкая полоса пропускания), поэтому усиление внеполосных паразитных сигналов, таких как гармоники, от возбудителя больше

Эта конструкция обычно использует триод, поэтому лампы, такие как 4CX250B, не подходят для этой схемы, если только экранная и управляющая сетки не соединены, эффективно преобразуя тетрод в триод. Эта конструкция схемы использовалась на частоте 1296 МГц с использованием триодных ламп с дисковым уплотнением, таких как 2C39A.

Сетка заземлена, а привод подается на катод через конденсатор. Источник питания нагревателя должен быть изолирован от катода, поскольку в отличие от других конструкций катод не подключен к ВЧ-земле. Некоторые лампы, такие как 811A, предназначены для работы с «нулевым смещением», и катод может иметь потенциал земли для постоянного тока. Лампы, которым требуется отрицательное смещение сетки, можно использовать, прикладывая положительное постоянное напряжение к катоду. Этого можно добиться, поместив стабилитрон между катодом и землей или используя отдельный источник смещения.

• Стабильный, нейтрализация обычно не требуется
• Часть мощности возбуждающей стадии появляется на выходе

• Относительно низкий коэффициент усиления, обычно около 10 дБ.
• Нагреватель должен быть изолирован от земли с помощью дросселей.

Емкость между электродами лампы, которая существует между входом и выходом усилителя, и другие паразитные связи могут позволить достаточно энергии поступать обратно на вход, чтобы вызвать самовозбуждение в каскаде усилителя. Для конструкций с более высоким коэффициентом усиления этот эффект должен быть нейтрализован. Существуют различные методы подачи противофазного сигнала с выхода обратно на вход, чтобы этот эффект был отменен. Даже когда обратной связи недостаточно, чтобы вызвать колебания, она может вызывать другие эффекты, такие как сложная настройка. Поэтому нейтрализация может быть полезна даже для усилителя, который не колеблется. Многие усилители с заземленной сеткой не используют нейтрализацию, но при 30 МГц добавление нейтрализации может сгладить настройку.

Важной частью нейтрализации тетрода или пентода является конструкция схемы сетки экрана. Для обеспечения наибольшего экранирующего эффекта экран должен быть хорошо заземлен на рабочей частоте. Многие лампы будут иметь «самонейтрализующуюся» частоту где-то в диапазоне VHF. Это происходит из-за последовательного резонанса, состоящего из емкости экрана и индуктивности вывода экрана, тем самым обеспечивая очень низкий импеданс пути к земле.

На этих частотах важны эффекты времени прохождения сигнала, поэтому обратная связь обычно не используется, и для приложений, критически важных для производительности, приходится использовать альтернативные методы линеаризации, такие как вырождение и прямая связь.

Коэффициент шума обычно не является проблемой для ламповых усилителей мощности, однако в приемниках, использующих лампы, он может быть важен. Хотя такие применения устарели, эта информация включена для исторического интереса.

Как и любое усилительное устройство, лампы добавляют шум к усиливаемому сигналу. Однако даже в гипотетическом идеальном усилителе шум неизбежно присутствует из-за тепловых колебаний в источнике сигнала (обычно предполагается, что он находится при комнатной температуре, T = 295 K). Такие колебания вызывают мощность электрического шума , где k _B — постоянная Больцмана, а B — ширина полосы пропускания. Соответственно, шум напряжения сопротивления R в разомкнутой цепи равен , а шум тока в короткозамкнутой цепи равен .${\displaystyle k_{B}ТБ}$${\displaystyle 4*k_{B}*T*B*R)^{1/2}}$${\displaystyle 4*k_{B}*T*B/R)^{1/2}}$

Коэффициент шума определяется как отношение мощности шума на выходе усилителя к мощности шума, которая присутствовала бы на выходе, если бы усилитель был бесшумным (из-за усиления теплового шума источника сигнала). Эквивалентное определение: коэффициент шума — это коэффициент, на который включение усилителя ухудшает отношение сигнал/шум. Часто выражается в децибелах (дБ). Усилитель с коэффициентом шума 0 дБ был бы идеальным.

Шумовые свойства ламп на звуковых частотах можно хорошо смоделировать с помощью идеальной бесшумной лампы, имеющей источник шума напряжения последовательно с сеткой. Например, для лампы EF86 этот шум напряжения указан (см., например, спецификации Valvo, Telefunken или Philips) как 2 микровольта, интегрированных в диапазоне частот приблизительно от 25 Гц до 10 кГц. (Это относится к интегрированному шуму, см. ниже зависимость спектральной плотности шума от частоты.) Это равно шуму напряжения резистора 25 кОм. Таким образом, если источник сигнала имеет импеданс 25 кОм или более, шум лампы на самом деле меньше шума источника. Для источника 25 кОм шум, генерируемый лампой и источником, одинаков, поэтому общая мощность шума на выходе усилителя в два раза превышает мощность шума на выходе идеального усилителя. Тогда коэффициент шума равен двум или 3 дБ. Для более высоких импедансов, таких как 250 кОм, шум напряжения EF86 ниже собственного шума источника. Таким образом, он добавляет 1/10 мощности шума, вызванного источником, и коэффициент шума составляет 0,4 дБ. Для источника с низким импедансом 250 Ом, с другой стороны, вклад напряжения шума лампы в 10 раз больше, чем у источника сигнала, так что мощность шума в сто раз больше, чем вызванная источником. Коэффициент шума в этом случае составляет 20 дБ.${\displaystyle 1/10^{1/2}}$

Для получения низкого коэффициента шума импеданс источника может быть увеличен трансформатором. В конечном итоге это ограничивается входной емкостью трубки, которая устанавливает предел того, насколько высоким может быть импеданс сигнала, если требуется определенная полоса пропускания.

Плотность шумового напряжения данной лампы является функцией частоты. На частотах выше 10 кГц или около того она в основном постоянна («белый шум»). Белый шум часто выражается эквивалентным шумовым сопротивлением, которое определяется как сопротивление, которое создает тот же шум напряжения, что и на входе лампы. Для триодов оно составляет приблизительно (2-4)/ g _m , где g _m — это крутизна. Для пентодов оно выше, около (5-7)/ g _m . Лампы с высоким g _m , таким образом, имеют тенденцию иметь более низкий шум на высоких частотах. Например, оно составляет 300 Ом для половины ECC88, 250 Ом для E188CC (обе имеют g _m = 12,5 мА/В) и всего 65 Ом для D3a с трид-подключением ( g _m = 40 мА/В).

В диапазоне звуковых частот (ниже 1–100 кГц) доминирует шум "1/ f ", который растет как 1/ f . (Это причина относительно высокой шумоустойчивости EF86 в приведенном выше примере.) Таким образом, трубки с низким шумом на высокой частоте не обязательно имеют низкий шум в диапазоне звуковых частот. Для специальных малошумящих звуковых трубок частота, на которой шум 1/ f берет верх, снижается настолько, насколько это возможно, может быть, примерно до килогерца. Ее можно снизить, выбрав очень чистые материалы для катодного никеля и запустив трубку при оптимизированном (обычно низком) анодном токе.

На радиочастотах все сложнее: (i) Входное сопротивление лампы имеет действительную составляющую, которая уменьшается как 1/ f ² (из-за индуктивности катодного вывода и эффектов времени прохождения). Это означает, что входное сопротивление больше не может быть произвольно увеличено для уменьшения коэффициента шума. (ii) Это входное сопротивление имеет свой собственный тепловой шум, как и любой резистор. («Температура» этого резистора для шумовых целей ближе к температуре катода, чем к комнатной температуре). Таким образом, коэффициент шума ламповых усилителей увеличивается с частотой. На частоте 200 МГц коэффициент шума 2,5 (или 4 дБ) может быть достигнут с лампой ECC2000 в оптимизированной «каскодной» схеме с оптимизированным импедансом источника. На частоте 800 МГц лампы, такие как EC8010, имеют коэффициент шума около 10 дБ или более. Планарные триоды лучше, но очень рано транзисторы достигли коэффициента шума существенно ниже, чем лампы на УВЧ. Таким образом, тюнеры телевизоров были одними из первых деталей бытовой электроники, в которых использовались транзисторы.

Полупроводниковые усилители в подавляющем большинстве вытеснили ламповые усилители для мало- и среднемощных приложений на всех частотах.

Лампы продолжают использоваться в некоторых мощных высокочастотных усилителях, используемых для коротковолнового вещания, телевидения VHF и UHF и (VHF) FM радио, а также в существующих «радарах, оборудовании для противодействия или оборудовании связи» ^[7], использующих специально разработанные лампы, такие как клистрон , гиротрон , лампа бегущей волны и усилитель со скрещенными полями ; однако новые конструкции для таких продуктов теперь неизменно основаны на полупроводниках. ^[8]

• Саймонс, Роберт С. (1998). «Лампы: все еще актуальны после всех этих лет». IEEE Spectrum . 35 (4): 52–63. doi :10.1109/6.666962.

• Справочник по радиосвязи (5-е изд.), Радиообщество Великобритании , 1976, ISBN 0-900612-28-2 

• Результат запроса WebCite - Радиоприемник старого лампового типа в диапазоне AM (средние волны, короткие волны)
• Audio Circuit — почти полный список производителей, наборов «сделай сам», материалов и деталей, а также разделы «как они работают» по ламповым усилителям.
• Калькулятор преобразования - коэффициент искажения в затухание искажений и THD